(495)510-98-15
Меню
Главная »  Трансформаторы в электрических машинах 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

равным числу витков первичной обмотки, но так, чтобы мощность, потери энергии и фазовые углы между электрическими величинами оставались после приведения трансформатора неизменными.

Э. д. с. вторичной обмотки трансформатора пропорциональна числу витков, следовательно, при изменении числа витков обмотки изменится и ее э. д. с: E2-E2wl/w2=E2k = El. Напряжение приведенной обмотки U2,=kU2. Приведенное значение вторичного тока найдем из условия постоянства полной мощности, т. е. полная мощ-


Рис. 12.3. Векторная диаграмма трансформатора при активно-нндуктивпой (а} и активно-емкостной (б) нагрузках

ность приведенной вторичной обмотки должна оставаться равной полной мощности действительной вторичной обмотки: U2I2=U2h, откуда Iz,=hUz/U2,=h/k- Активное сопротивление приведенной вторичной обмотки трансформатора найдем из условия постоянства потерь в меди при приведении вторичной обмотки: - (h)2rz\ откуда Ы= (hlh)2r2=kzr2. Индуктивное сопротивление, так же как и индуктивность, пропорциональна квадрату числа витков, следовательно, индуктивное сопротивление приведенной вторичной обмотки X2=k2X2.

После приведения вторичной обмотки трансформатора к виткам первичной мы можем перейти к построению векторной диаграммы. На рис. 12.3 показана векторная диаграмма для активно-индуктивной (с) и для активно-емкостной (б) нагрузок. В сторону опережения относительно вектора основного потока трансформатора Фщах на угол а построен вектор тока /о, а в сторону отставания на угол л/2 - векторы э.д.с. первичной и приведенной вторичной



обмоток £i-£2. В сторону отставания при индуктивном характере нагрузки (а) и в сторону опережения при емкостном характере нагрузки (б) на угол я)2 строим вектор приведенного вторичного тока Ы-

Напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора при нагрузке равно сумме э.д.с. вторичной обмотки минус падение напряжения в активном сопротивлении этой обмотки, т. е. уравнение напряжений для вторичной обмотки трансформатора имеет следующий вид:

02=Ё2 -f- Es2 - I2r2=Ё2 - I2r2 -ji2X2, (12.3)

где Ё2 - э.д.с, индуктированная во вторичной обмотке основным магнитным потоком трансформатора; £s2 -э. д. с. от потока рассеяния вторичной обмотки; Хг- индуктивное сопротивление этой обмотки.

При нагрузке трансформатора током вторичной обмотки будет создан поток рассеяния, магнитные линии которого замыкаются через воздух и пронизывают витки только вторичной обмотки. После приведения вторичной обмотки к виткам первичной мы запишем это уравнение в следующем виде:

02=Ё 2+Es2 -/2г'2=Ё2- 12г2 - jl 2Х2. (12.4)

Следовательно, для определения вектора напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора при нагрузке из конца вектора э.д.с. Е2 строим вектор Esz --jIzXz, отстающий от вектора тока 12 на л/2, и затем вектор - I2rz, параллельный и противоположно направленный вектору тока /2. Геометрическая сумма этих трех построенных векторов дает приведенное вторичное напряжение трансформатора £/2.

Для определения тока первичной обмотки нам нужно, согласно уравнению равновесия н.с, построить геометрическую сумму векторов тока /о и приведенного тока вторичной обмотки с обратным знаком - . Для определения первичного напряжения воспользуемся уравнением равновесия напряжений обмотки: 1У\=-Ё\-

-Esi-\-l\ri.

Строим вектор -Ё\, равный и противоположно направленный вектору Ё\. Из конца вектора - Ё\ строим вектор -Esi--\-ihXu повернутый относительно вектора тока / на л/2 в сторону опережения, и затем вектор hn, параллельный вектору тока h. Геометрическая сумма трех построенных нами векторов - вектор приложенного напряжения И\.

Из векторных диаграмм видно, что вторичное напряжение зависит от величины тока нагрузки трансформатора /2 и от характера нагрузки, т. е. от угла ср2. При индуктивном характере нагрузки вторичное напряжение по абсолютной величине меньше, чем э.д.с. {2<.Е2),- понижение напряжения; при емкостном характере нагрузки вторичное напряжение по абсолютной величине больше, чем э.д.с. (с72/>£,2/).- повышение напряжения.




Гак же, как и в случае х.х. трансформатора, для рабочего режима мы можем построить эквивалентную схему (рис. 12.4).

Э.д.с. рассеяния первичной обмотки с обратным знаком -tsl мы выше представили в виде падения напряжения в индуктивном сопротивлении Х±, обусловленном потоком рассеяния <Dsi, т. е. -Esi=]I\Xi.. Э.д.с. рассеяния вторичной обмотки Esz=-jf 2X2 представим в виде падения напряжения на индуктивном сопротивлении Хг, обусловленном потоком рассеяния Q)sz- После приведения вторичной обмотки к первичной, получим Es2.=-ihXz- Тогда уравнениям равновесия э.д.с. для первичной и вторичной обмоток трансформатора можем придать следующий вид: U\ =-E\-\-IiZi

и tri=E2-hW, где 21=j/ri2+Xi2 и гъ=т1(гг) 2+ Щ)2 - полные

сопротивления первичной и приведенной вторичной обмоток трансформатора.

Введем обозначение: Ё\=Ё2 - = -I0z0, где 1о - вектор тока х. х.; 20 - полное сопротивление трансформатора при х. х.

Напряжение вторичной обмотки трансформатора при нагрузке Рис. 12.4. Эквивалентная схема #2 = где ZH-полное приве-трансформатора при нагрузке Денное сопротивление внешней

нагрузки.

Из уравнения равновесия н.с. имеем: /2=/0-1\. Уравнение равновесия э.д.с. для вторичной обмотки трансформатора запишем в измененном виде: (/0-Ii)zn=-I0z0-\-(Д-h)z2. Отсюда ток х.х.

/о = Л (Z2+ZH)/(Z0+Z2+ZH).

Подставив /0 в уравнение равновесия э.д.с. для первичной обмотки, получим c7i=/oZo+iiZi=/i[zo(Z2-j-ZH/)/(2o+Z2/+zH/)+2i]. Откуда эквивалентное сопротивление трансформатора

ZB = z\ + zo (Z2 + zK)/(z0 -f- z2 + zK) (12.5)

представляет собой два последовательно включенных сопротивления, из которых первое - полное сопротивление первичной обмотки трансформатора, второе - параллельное соединение двух сопротивлений: сопротивления х.х. трансформатора и последовательное соединение приведенных полных сопротивлений вторичной обмотки трансформатора и нагрузки.

Ток /0 - малая величина по сравнению с номинальным током первичной обмотки трансформатора. Кроме того, ток /0 и ток нагрузки h не совпадают по фазе. Так, например, при активной нагрузке ток h будет активным и окажется близким к совпадению с э. д. с, тогда как ток х. х. почти чисто реактивный и близок к совпадению с основным магнитным потоком по фазе. Поэтому ток первичной обмотки численно незначительно отличается от приведенного тока вторичной обмотки: /i -12.

Если пренебречь током х.х., то упрощенная эквивалентная



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.